¿Seguridad estructural en una pantalla acústica?

No sólo es control del ruido, es responsabilidad de muchos el cumplimiento de la normativa

Cualquier técnico debe considerar que diseñar una pantalla acústica no es sólo cuestión de efectividad en la reducción del ruido y garantizar que los equipos ruidosos sobre los que actúa siguen funcionando de forma adecuada. Sabemos que un correcto apantallamiento acústico requiere considerar cómo van a ventilar y refrigerar las fuentes de ruido, y de cómo va a a ser su acceso para mantenimiento y reposiciones.

Hay un aspecto muy relevante en una solución acústica mediante apantallamientos: su seguridad estructural. Sobre la base de que la mayoría de las pantallas acústicas se conforman mediante un sistema de módulos con características fonoabsorbentes (metálicos, metacrilatos, maderas o bien hormigones), estos son pesados, por lo que su caída afecta a la seguridad de las personas y a la integridad de los edificios e instalaciones próximas.

Tras más de 30 años de experiencia en el diseño y ejecución de pantallas acústicas con éxito y sin mayores problemas estructurales, aún seguimos viendo pantallas colocadas que —desde nuestra opinión— por el tipo de estructura de suportación utilizada, están sometidas a un alto riesgo de seguridad importante y relevante.

En este post queremos compartir nuestra visión sobre la seguridad estructural en las pantallas acústicas, la relevancia que tiene en el coste de un apantallamiento acústico desarrollar una buena ingeniería que optimice al mismo tiempo que documente cumplir con la normativa vigente en España (en relación a la estructura de suportación diseñada), así como reflexionar acerca la responsabilidad de todos los agentes de la construcción: promotores, constructores, proyectistas, instaladores, fabricantes de módulos acústicos, etc.

¿Qué dice la normativa española sobre seguridad estructural para una pantalla acústica?

Desde el punto de vista técnico, en edificación e industria en España disponemos de diversa normativa de obligado cumplimiento para abordar el análisis de nuestra estructura de soporte de la pantalla acústica (CTE, EC, EHE-08, EAE-2011, NCSR-02, etc).

El uso de dicha normativa dependerá del material específico que utilicemos en nuestra estructura (hormigón armado, acero laminado o ambos), así como de las acciones que debemos considerar (peso propio de los materiales estructurales, cargas muertas, sobrecargas, acciones sísmicas, acciones de viento, etc).

Una vez seleccionadas las que le son de aplicación para un apantallamiento acústico, son muy relevante (inputs) los condicionantes relativos a las acciones del viento y las velocidades que debiéramos considerar en función de su localización geográfica, en función de la altura donde está ubicada y de la geometría de la propia pantalla.

Código Técnico de la Edificación

En España, el documento de referencia para estudiar la acción del viento en las estructuras, y por lo tanto los apantallamientos acústicos dentro de la edificación, es el Código Técnico de la Edificación (CTE), que dedica gran parte de su contenido al capítulo estructural, lo cual ya nos está diciendo la importancia de la misma en una edificación.

Dentro del CTE, en su ‘Documento Básico de Seguridad Estructural, Acciones en la Edificación’ (CTE DB SE-AE), el factor que marca la carga final que aplicaremos en la estructura como carga estática de viento es el llamado ‘Coeficiente de presión’. El cálculo de este coeficiente de presión sobre un paramento vertical se halla, en el CTE, de un modo muy simplificado, contemplado solamente para una edificación de planta rectangular, sin tener en cuenta los elementos tipo pantalla.

Otro documento del CTE, el Documento Básico de Seguridad Estructural (CTE DB SE), en su artículo 2.1.1 “memoria” menciona la necesidad de realizar una memoria de cálculo como justificación documental del cumplimiento del CTE:

“En la memoria del proyecto se incluirá el programa de necesidades, en el que se describirán aquellas características del edificio y del uso previsto que condicionan las exigencias de seguridad estructural, tanto en lo relativo a la capacidad portante como a la aptitud al servicio; las bases de cálculo y la declaración de cumplimiento de los DB o justificación documental del cumplimiento de las exigencias básicas de seguridad, si se adoptan soluciones alternativas que se aparten total o parcialmente de los DB”.

Es decir, por Ley, debemos justificar los cálculos mecánicos realizados y plasmarlos documentalmente, para toda pantalla acústica ubicada dentro de la edificación

El Eurocódigo

Tanto el CTE como el resto de normas actuales usadas para el análisis estructural basan gran parte de su contenido técnico en los Eurocódigos (EC), incluso dejan la puerta abierta a su uso, a criterio del proyectista, siempre que no se vulneren los límites mínimos de seguridad estructural establecidos en la normativa española.

Esto, que parece algo carente de importancia, llega a cobrar bastante protagonismo para el caso específico del cálculo de pantallas acústicas, como veremos más adelante.

Aunque no son de obligado cumplimiento todavía, recomendamos tener presentes los Eurocódigos durante el diseño de una pantalla acústica. Nuestra experiencia, en su uso aplicado a apantallamientos acústicos, nos muestra un modo más realista al cálculo de cargas físicas reales de viento, que se traduce en una mayor seguridad con respecto a los mínimos del CTE.

Por concretar, conviene saber que, en la norma “UNE-EN 1991-1-4:2007 Eurocódigo 1: Acciones en estructuras. Parte 1-4: Acciones generales. Acciones de viento”, el coeficiente de presión del viento puede variar notablemente del calculado según el CTE, debido a que en el EC sí podemos encontrar el valor de ese factor para el caso específico de “Muros autoportantes”, el cual no se encuentra explicado en el CTE.

La necesidad de la justificación documental

Como se ha comentado anteriormente, el hecho de no disponer de un documento que justifique que el diseño de la estructura cumple con lo establecido por la normativa entraña unos riesgos mucho más elevados en comparación con el posible ahorro económico que implica no haber realizado dichos cálculos. Es decir, que “lo barato, nos puede salir bastante caro”.

Por citar algunos puntos, los riesgos más usuales que podemos asumir si no disponemos de una justificación documental de los cálculos realizados, pueden ser:

• Seguridad estructural: No conocer los límites de uso y capacidad de la estructura, posibilita tomar decisiones que impliquen sobrepasar la resistencia de los elementos estructurales, ya sean existentes o nuevos, provocando el fallo de los mismos.
• Aumento de los costes: No realizar una ingeniería de análisis y cálculo de la estructura existente a priori, lejos de ser un ahorro puede suponer un coste adicional bastante cuantioso. Si evitamos la comprobación estructural inicial de la estructura soporte existente, se pueden producir daños estructurales que será costoso reparar, no sólo por el coste de reparación en sí, sino también debido al coste que supondrá realizar la toma de datos para verificar la cuantía de dicho daño estructural: Extracción de testigos, ensayos destructivos, pruebas de carga, etc.
• Aspecto legal y económico: En caso de una situación de fallo estructural, ya sea leve o grave, no disponer de un documento de justificación de cálculo conforme a normativa puede suponer asumir gastos de reparación o demolición no correspondientes que podrían haberse evitado con la correspondiente justificación documental.
• Otros riesgos: Además de los citados, asuntos como la credibilidad profesional también puede verse afectada si no se ha diseñado y justificado documentalmente una estructura conforme a normativa.
• Asunción de responsabilidad por parte de la propiedad: Actualmente, las negligencias en la construcción son repartidas entre todos los intervinientes y firmantes de las obras: el director de obra, el constructor y el propietario o promotor, entre otros. De este modo, es importante que el propietario sea consciente de las consecuencias de un supuesto “ahorro” en la ingeniería.

INERCO Acústica recomienda:

1ª) Replanteo en obra y calcular “a medida”

A la hora de ejecutar la construcción en obra de una pantalla acústica es aún más importante proyectar “in situ” dicha pantalla, no sólo en el “papel”, es decir, los diseños deben adecuarse a los espacios y las circunstancias de cada instalación.

En definitiva, cada diseño debe hacerse “a medida” en base al sitio disponible – los modelos estructurales y los cálculos acústicos son modelos “planos” (esto es, sin información 100 % de todos los elementos existentes), respecto a las dificultades que realmente ofrece escoger dónde y cómo colocar una pantalla en su lugar.

2º) Cumplir con la Ley: Justificar y documentar cálculos mecánicos

En cuanto a la memoria de cálculo, una pantalla acústica es un elemento estructural y, según la Ley en España (Estatal, Autonómica y Local), todos los elementos estructurales de nueva construcción o ejecución están, como mínimo, sometidos a cumplimientos del CTE.

Los riesgos que se asumen al no tener perfectamente documentados los cálculos de la estructura que la validen son compartidos para promotores, constructores, arquitectos, ingenieros, instaladores, etc.: todas las figuras intervinientes en el proceso legal de ejecución de dicho elemento estructural.

Teniendo presente esta afirmación, es importante que todos esos intervinientes sean conscientes de la importancia de cumplir la ley en cuanto al cumplimiento de la normativa, lo que finalmente se traduce en asegurar, mediante un documento justificativo de cálculo, que dicho elemento estructural cumple los requisitos establecidos en la normativa vigente en cuanto a resistencia y estabilidad estructural. Todo ello garantiza que los intervinientes asumen un riesgo controlado dentro de los límites legalmente establecidos.

3º) El precio y su importancia en cuanto al diseño mecánico

Invertir en una buena ingeniería, tanto acústica como mecánica es garantía de optimización de costes y de reducción de problemas, tanto actual como a futuro. Las pantallas requieren un coste de ingeniería, un coste de estructuras, un coste de paneles y un coste de montaje de todo esto. La ingeniería acústica de una pantalla debe de incluir y optimizar todos estos aspectos, y adaptarlos a cada situación: generalizar con estas soluciones incluye un alto riesgo.